Cyto-embryological and genetic comparative analysis of apomictic lines of plants from the genus Boechera

Abstract

В представленной работе были реализованы различные стратегии сборки высоко гетерозиготных геномов, с дальнейшей статистической обработкой их результатов. Полученные сборки сравнивались между собой и со сборками, предоставленными сотрудниками Центра геномной биоинформатики им. Ф. Г. Добржанского, в ходе чего была определена наиболее эффективная методика для работы с сырыми прочтениями геномов высоко гетерозиготных организмов – гибридная сборка из длинных и коротких прочтений программой MaSuRCA. С использованием отработанного метода гибридной сборки ДНК, был реконструирован генетический материал хлоропластов Boechera divaricarpa M4B и проведен его филогенетический анализ с использованием Байесовской статистики. В ходе анализа были получены уникальные данные о наследовании хлоропластной ДНК линии M4B от вида Boechera stricta, а также продемонстрировано, что линия ES517 унаследовала генетический материал пластид не от представителей этого вида. Чтобы уточнить филогению хлоропластной ДНК линии ES517 требуется рассмотреть большее количество изолятов различных видов, и, в частности, изолятов вида B. retrofracta. В собранном геноме линии M4B была найдена последовательность гена APOLLO, после чего был проведен филогенетический анализ, включающий последовательности обеих рассматриваемых линий B. divaricarpa. В ходе анализа были сделаны выводы о вероятной гомозиготности линии ES517 по апомиктичному аллелю гена, и гетерозиготности линии M4B, тем не менее, для точного определения состава аллелей необходим анализ копийности гена APOLLO в геномах рассмотренных линий.

Various strategies for the assembly of highly heterozygous genomes have been implemented in current study, with further statistical processing of their results. The resulting assemblies were compared between themselves and with the assemblies provided by the staff of the Center for Genomic Bioinformatics them. FG Dobzhansky, during which the most effective was determined technique for working with raw readings of the genomes of highly heterozygous organisms - hybrid assembly of long and short readings program MaSuRCA. Using the proven method of hybrid DNA assembly, was reconstructed The genetic material of the chloroplast Boechera divaricarpa M4B and held it phylogenetic analysis using Bayesian statistics. During the analysis were unique data on the inheritance of the M4B chloroplast DNA from the species Boechera were obtained stricta, and also demonstrated that the line ES517 inherited genetic material plastids are not from representatives of this species. To clarify the phylogeny of chloroplast DNA line ES517 is required to consider a greater number of isolates of various species, and, in particular isolates of the species B. retrofracta. In the assembled genome of the M4B line, the sequence of the APOLLO gene was found, after which phylogenetic analysis was carried out, including the sequences of both considered lines B. divaricarpa. During the analysis, conclusions were made about homozygosity of the ES517 line on the apomictic allele of the gene, and heterozygosity of the M4B line, however, for accurate determination of the composition of alleles, an analysis of the gene’s copy number is necessary APOLLO in the genomes of the examined lines.